指纹生物识别技术

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指纹生物识别技术范文第1篇

关键词：生物识别技术；自动指纹识别技术；发展；应用

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 09-0000-02

1 前言

生物识别技术主要是指在进行身份验证时采用人的生物特征（诸如指纹、虹膜、声音、面孔、手形）来进行验证。这是因为常见的钥匙、智能卡、口令等存在着被盗用、复制、遗忘、丢失等危险，而人的生物特征是无法被遗忘、失窃和复制的，因此，身份识别和信息安全的未来发展趋势就是采用生物识别技术。

这种技术由于要采用采集设备将人的生物特征转化为图像，再进行识别，所以又称之为生物图像识别技术。20世纪60年代，这种自动指纹识别技术开始兴起，这种识别方法是利用计算机来代替指纹进行识别。不过随着科学技术的发展，指纹采集仪变得廉价，同时高可靠算法也逐渐实现，人们在工作和生活中能逐渐看到这种自动指纹识别技术的使用，国内外的商业和学术界也开始对这种技术进行深入的研究。自动指纹识别相比于其他生物特征的识别如虹膜识别及语音识别有其特别的优点，它被认为是未来生物特征识别技术的主要发展趋势，被称为是一种理想的身份识别技术，具有广泛的应用前景，这一切得益于它很高的可行性和实用性。本文就自动指纹识别技术的发展与应用进行探讨。

2 自动指纹识别技术研究现状

这几年来，微型计算机技术和光电技术发展迅猛，这样使得指纹图像的采集及处理成为可能，而且为自动指纹识别技术的发展打下了深厚的基础。自动指纹识别技术主要分为采集和识别两种技术。

目前大多数自动指纹识别系统使用的采集设备是光电式的。慢慢的电感和电容式的采集设备开始出现，这些设备的出现进一步提高了指纹识别的质量，不过稳定性和耐磨性等还有很多问题。

现在指纹采集技术需主要处理的问题是对于磨损严重的指纹或脏、湿、干的指头都能正确、可靠地采集而且要减少采集时候的变形。许多国家有专门的机构或公司进行自动指纹识别技术方面的研究，其中凭借强大的经济实力和经历力量，欧美国家在该领域的研究处于领先位置。

已经有成型产品面市的公司是法国的Segam公司、美国的Secugen公司、Identicator公司，而得到较为广泛应用的是Identicator公司的ID Safe生物识别技术，其中大概有5000多万人登记使用这种系统，它也被应用于全球的上百万台的计算机。在亚洲，朝鲜这一领域研究水平最高，在1989年，其在中国成立Pefis公司，它的指纹产品在国际上有一定影响力。台湾的Startek公司在指纹识别技术方面的研究水平也可达到世界先进水平。国内的中国科学院自动化所、清华大学、吉林大学、国防科技大学等科研机构和高校也较早的着手这一方面的研究工作。从上世纪九十年代初开始，我国的一些机构如西安青松集团、长春鸿达集团、北大方正集团等分别以机构所在地的高等院校作为技术支撑，逐渐开始在这一领域的研究。其中中国科学院光机所在指纹采集技术方面有较为深入的研究，其研究的光电式活体指纹采集仪可以批量生产。

3 自动指纹识别技术的特点

应用系统利用指纹识别技术可分为验证（Verification）和辨识（Identification）两类。辨识是将现场采集到的指纹和数据库中的指纹一一比对，再从其中找到和现场相吻合的指纹；验证是将现场采集到的指纹和已经登记的指纹进行对比，从而验证身份的过程。

验证就是将提取的指纹存在数据库里。一般数据库中的数据要保障其一致性和安全性，而指纹识别系统为满足高速查询比对的需求，在保障一般数据性能的基础上，还可以进一步以高的速度读取。由于大型指纹识别系统的数据库非常大，因此为了减少检索的时间，一般采用指纹分类和分布式数据库技术。要建立指纹数据库，一般情况下对同一个指纹要采集3-5个样本，同时要分别对样本进行特征抽取和预处理，再从全部的样本图像中找出权值大于给定阀值的点，最后以这些找出的特征点作为模板来建立指纹数据库样本。

指纹识别系统的核心步骤是指纹匹配，它也是一个重要的研究课题，Andrew K，Hrechak等人用结构匹配来做指纹识别，D.K.Isenor等人又提出用图匹配来对两幅指纹图象进行匹配的想法。

美国联邦调查局提出的以细节点坐标模型进行细节匹配是目前最常用的方法，它主要是通过脊线分支点和脊线末梢两种关键点来进行指纹鉴定。利用细节点表示成点模式，那么自动指纹认证的问题将转化成点模式匹配的问题。

在模式识别中比较有名的难题是点模式问题，对于一般的点模式问题，许多人提出过算法，如Xudong Jiang等人的基于局部和全局结构的匹配算法，Shih-hsu Cheng等人的基于二维聚类的快速算法，Sanjay Ranade等人的松弛算法，Zsolt Miklos等人的三角匹配的算法。针对指纹匹配中的点模式匹配问题，Anil Jain等人提出了一种算法，就是通过将直角坐标系中的细节点转换到极坐标系中，再串匹配算法来进行点匹配。识别率是指纹识别系统特定应用的重要衡量标志，其主要是由拒判率FRR和误判率FAR两部分组成。

FAR和FRR这两个值的调整能够通过它们不同的用途来进行，通过大量的资料表明，FAR和FRR两个值之间的关系是反比关系。而如果FRR和FAR间取得很好的平衡，我们说这是一个良好的系统。对于一个实用的系统，为了进行任务的调度，其要具备完善的管理功能，来协调各个模块之间的工作，同时要处理有可能发生的故障。

4 自动指纹识别技术的发展方向

4.1 非接触式真皮层指纹采集

根据生理学的研究结果，在真皮层上指纹的结构有稳定及完美的表现。如果想在指纹采集技术方面有所突破，在脏、湿、干和磨损严重的指纹的情况下能完整、清晰、准确地进行指纹采集，必须要实现在真皮层采集指纹结构。这样也可以更好的解决指纹录入时产生的变形问题。

4.2 多种生物识别技术的融合

各种生物识别技术都具有其自身的特点和优势，而指纹识别技术只是生物识别技术的一种。自动指纹识别技术的发展的一个方向是利用生物识别技术的特点将指纹和其他生物识别技术相结合，实现互补。如把指纹识别技术和脸形结合，将脸形识别结果作为一种检索，从而实现辨识模式下的指纹识别，这样识别的速度将得到显著的提高。

参考文献：

[1]黄世龙，刘书刚，阎嘉，加鹤萍，王彦，叶露.指纹识别算法研究与实现[J].山西电子技术，2012，23（05）：115-119.

[2]谢信琦.指纹识别技术与电子商务认证应用研究[J].甘肃科技纵横，2008，48（05）：165-169.

[3]黄永康.指纹识别技术在图书馆管理中的应用[J].科技情报开发与经济，2007，36（33）：174-176.

指纹生物识别技术范文第2篇

在电影《变脸》中，男主角为了打击犯罪，与罪犯头目通过生物技术换了一张脸。结果弄巧成拙，罪犯利用他的脸骗取了男主角家人的信任。观影后很多观众都产生了疑问：除了通过人脸识别，难道就没有其他方法鉴别一个人的身份吗？答案是肯定的，生物识别技术就是一种专门解决此类问题的“专家”。

随着生物识别技术的不断发展，人们的生活也会发生有趣的变化：钥匙、密码或许已没有必要存在，只要给一个眼神，家门就能打开；去银行取款，无需带卡，刷脸即可，也不必担心账号被盗；家中来了陌生人，视频监控会立即发出报警声；登陆社交网络，可以瞬间找出同一张脸在好友圈中的所有照片……这些独一无二的身体密码的实际应用，能够全面提高人们生活的安全系数，最终改变人们生活与交往的原貌。

人脸识别

人脸识别技术基于人的脸部特征信息进行身份识别。先用摄像机采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行一系列相关处理（包括人脸识别预处理、记忆存储和比对辨识），以达到识别不同人身份的目的。

由于采集方便，人脸识别技术目前所受关注度较高。但由于人脸是三维的，受光线、表情、胖瘦、毛发等影响较大，同时也容易被伪造复制，以致稳定性、安全性较低。

指纹识别

每个人的皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，呈现唯一性且终生不变。据此就可以把一个人与其指纹对应，通过将其指纹和预先保存的指纹数据进行比较，就可以验证此人的真实身份，这就是指纹识别技术。

指纹识别主要根据人体指纹的纹路、细节特征等信息对操作或作者进行身份鉴定，它得益于现代电子集成制造技术和快速而可靠的算法研究，是目前生物检测学中研究最深入、应用最广泛、发展最成熟的技术。

指纹识别系统是一个典型的模式识别系统，包括指纹图像获取、处理、特征提取和比对等模块。

1.指纹图像获取：通过专门的指纹采集仪可以采集活体指纹图像。目前，指纹采集仪主要有活体光学式、电容式和压感式。对于分辨率和采集面积等技术指标，行业内已形成了国际和国内标准，但其他项目还缺少统一标准。根据采集指纹面积大体可分为滚动捺印指纹和平面捺印指纹，公安等特殊行业普遍采用滚动捺印指纹。另外，也可通过扫描仪、数字相机等获取指纹图像。

2.指纹图像压缩：大容量的指纹数据库必须经过压缩后存储，以减少存储空间。主要存储格式包括JPEG、WSQ、EZW等。

3.指纹图像处理：包括指纹区域检测、图像质量判断、方向图和频率估计、图像增强、指纹图像二值化和细化等。

指纹识别的优点在于简单方便、快捷迅速。而缺点在于准确率有待提高，且机器容易因和手指产生摩擦而导致磨损，影响确认效果。指纹识别主要用于公司考勤、反恐刑侦、身份确认等领域。

掌纹识别

掌纹识别是近几年提出的一种较新的生物特征识别技术。掌纹是指手指末端到手腕部分的手掌图像。其中很多特征可以用来进行身份识别：如手掌主线、皱纹、细小的纹理、脊末梢、分叉点等。掌纹识别也是一种非侵犯性的识别方法，用户比较容易接受，对采集设备要求不高。

掌纹识别系统同其他生物特征识别系统结构相同，主要分为录入样本阶段和测试样本分类阶段。首先对采集的掌纹样本进行预处理，然后进行特征提取，把提取的掌纹特征存入特征数据库中留待与被分类样本进行匹配。

掌纹识别的优点是比指纹识别更准确，缺点在于机器维护率高，磨损后易产生误差。掌纹识别主要应用于银行、珠宝店、金库等安保等级高的行业，通过对入库人员进行掌纹扫描来确认身份。

虹膜识别

在所有生物识别技术中，虹膜识别是当前应用最为方便和精确的一种，它被认为是21世纪最具发展前途的生物认证技术，未来的安防、国防、电子商务等多种领域必然会以虹膜识别技术为重点，市场应用前景非常广阔。

虹膜是眼睛的重要组成部分。虹膜由许多腺窝、皱褶、色素斑等构成。由于遗传原因，每个人的虹膜各不相同，这就给利用虹膜进行身份识别带来了机会。

虹膜识别的优点在于机器不与人体接触、能减少不必要的耗损、精确度极高等。缺点在于技术不完善、黑眼睛极难识别、需要很好的光源等。一些重要的场所都是用掌纹和虹膜识别双套系统进行安保。

指静脉识别

指静脉识别技术是利用手指内的静脉分布图像来进行身份识别。医学研究发现当用近红外线照射手指时，静脉中流动的血红蛋白会吸收近红外线而形成血管的影像，通过传感器可以获取手指静脉的图像，经处理后能形成特定的指静脉特征模板。经过医学验证，每个人的手指静脉血管影像都不一样，形成的模板是一种独特的生物特征，可用于身份识别。

指纹生物识别技术范文第3篇

关键词：身份认证；数据保护；访问控制

随着虹膜指纹扫描仪器的精度和识别度不断提高，生物识别技术将可以应用于更广泛的领域，并迎合不同的生物学特征，实现更强大的安全保护能力。

据Unisys亚太区国家安全开发部门的经理John Kendall表示，虽然虹膜扫描技术还没有被广泛应用，成为主流的身份识别技术，但已经有不少国家将其应用于身份证项目中。

最近在接受记者采访时，Kendall介绍说：“印度和墨西哥已经将虹膜(扫描)和指纹作为了后备(身份识别技术)，这与两三年(前)相比是一个巨大的进步。”

Kendall还介绍说，美国银行也采用了一种面部识别系统，可以同时扫描人体面部和虹膜特征，实现访问控制。与指纹读取不同，这种面部识别系统在扫描用户生物特征时不需要用户静止不动，相反，在用户进入特定区域的大门时，该系统就已经自动将用户的面部特征和虹膜特征记录下来了。如果该用户具有通行权限，则大门会自动打开。

他还表示，面部识别技术已经在日本和韩国的高档社区中被成功应用，并且未来将慢慢融入广大普通老百姓的日常生活中。

皮下指纹读取器

Kendall解释说，传统的指纹扫描设备可以很轻易地被复制指纹薄膜欺骗，甚至简单地对扫描器的玻璃面哈气，也能扰乱扫描器。而新型的皮下指纹扫描器是通过扫描用户指纹下的血管和组织结构的方式进行判断的。

他说：“一些新型的扫描仪会利用不同波长的光波对人体皮肤下不同深度的组织进行扫描，另一些设备则是利用无线电波进行扫描。因此就算你的手指表面被弄脏甚至磨破了，也不会影响扫描结果。”这种设备适用于那种雇员需要手工劳动或者手指会时常出现损伤的行业。

有了这些新型的生物识别技术，要想黑掉生物识别系统，比以前难度大大提高了。Kendall认为，如果黑客要通过这种识别系统，必须投入大量精力和时间，以及非常详细的生物学数据，才能制作出一个手指的三维模型。

此外，还有一些已经成功应用于生物识别系统的技术，可以读取人体手部的其他生物学特征。比如Halifax港口的生物学识别系统，就是扫描用户手部的血管结构，而不是指纹。

Kendall还说：“同样的技术进步也发生在面部识别系统上。传统的面部识别系统需要管理人员手里拿着一张被许可人员的正面照片，比对监视器中的来访者五官。而加入了虹膜识别技术后，识别系统的复杂性大大提高，简单的硅胶面膜已经难以突破这种面部识别系统了。”

随着越来越多的企业开发或采用生物识别技术，国家也需要在数据安全领域赶上技术的步伐。

目前，大多数国家还没有对生物学数据进行规范化管理和保护的相关法规政策出台。

用户接受度增加

和密码一样，生物识别数据被看作是“个人”信息，有些人仍然不愿意对政府或企业提供指纹，因为他们将指纹看作是个人隐私的一种。

Kendall说：“尽管如此，我们仍然看到情况在逐渐好转。在过去几年，我们发现如果人们已经享受到或认识到生物识别技术带来的好处，不论是增加他们自身的安全性还是增加业务方面的安全性，他们都会更容易接受生物识别技术，并提供相应的生物识别数据。”

他还说，对于金融行业，可以通过声音指纹技术，在电话银行系统中增加一道安全屏障。

随着生物识别设备的价格不断下滑，客户未来可以采用更好的设备，提高识别能力。

指纹生物识别技术范文第4篇

[关键词] 电子商务 指纹识别 网上支付

互联网已经深入到各个领域，传统的商品流通方式也正面临着更多的挑战。如阿里巴巴等知名企业都预言着电子商务浪潮的愈演愈烈。在我国,电子商务的发展还因诸多原因而存在着各种问题，特别是支付的安全,一直都是阻碍电子商务更好发展的屏障。现在网上支付主要通过“用户ID+密码”的方式来实现，有的加载了“USB KEY”等数字签名技术,还有像支付宝等采用第三方中介。但是因为账号信息易盗、易遗忘、易丢失等问题而给消费者带来很多困扰。基于人体具有不可复制等特点,我们逐渐注意到生物特征识别技术的应用。

一、指纹识别技术

生物特征识别是通过计算机与光学、声学传感器和生物统计学原理等高科技手段结合，利用人体所固有的生理特征来进行个人身份验证的技术。其核心在于如何获取这些生物特征，并将之转换为数字信息，存储于计算机中，利用可靠的匹配算法来完成验证与识别个人身份的过程。

1.指纹识别技术特点。人体的生物特征包括指纹、声音、面相、视网膜、掌纹、DNA等。其中指纹由于具有惟一性、稳定性、快捷性而成为个人身份识别的有效手段。指纹具有以下特点：

(1)每个人的指纹是独一无二的，两人之间不存在着相同的手指指纹。

(2)每个人的指纹是相当固定的，很难发生变化。

(3)便于获取指纹样本，易于开发识别系统，实用性强。

(4)一个人的十指指纹皆不相同，可以方便地利用多个指纹构成多重口令，提高系统的安全性。

(5)使用的模板并非最初的指纹图，而是由指纹图中提取的关键特征，这样使系统对模板库的存储量较小。另外，对输入的指纹图提取关键特征后，可以大大减少网络传输的负担，便于实现异地确认，支持计算机的网络功能。

2.指纹识别技术原理。指纹识别技术主要涉及四个功能：读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。

在一开始，通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，并对原始图象进行初步的处理，使之更清晰。

接下来，指纹辨识软件建立指纹的数字表示―特征数据，可以从指纹转换成特征数据，但不能从特征数据转换成为指纹，而两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。软件从指纹上找到被称为“节点”的数据点，也就是那些指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置，这些点同时具有七种以上的唯一性特征。因为通常手指上平均具有70个节点，所以这种方法会产生大约490个数据。有的算法把节点和方向信息组合产生了更多的数据，这些方向信息表明了各个节点之间的关系，也有的算法还处理整幅指纹图像。

最后，通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。

二、指纹识别技术在电子商务中的应用

目前，上海市已经将指纹识别技术应用于传统的消费领域，我们可以在此基础上将应用范围扩大到网络，将指纹识别技术应用于电子商务中。其主要涉及到的步骤包括:注册指纹信息和交易识别。

1.注册指纹信息

（1）用户凭有效身份证到开通指纹识别业务的银行或者网点递交《申请书》，在工作人员的指导和监督下，利用指纹识别终端完成同一个手指的两到三次指纹特征信息采集。为了进一步防止手指受伤等特殊情况，可以再采集一个手指。

（2)使用高强度加密算法和散列算法，将用户号、指纹信息和密码信息通过网络保存到总部的认证服务器中，认证服务器存有所有用户的指纹信息和基本资料。

（3）由网点终端打印出指纹注册凭证号码，用户签字确认后，注册网点保留存根，另一联由用户保存。同时用户也可以自行选择在指定银行或者网点购买统一的指纹信息采集器，并获取操作说明等资料。

（4)用户自行登陆网络信息平台，根据凭证上的注册号码，完成进一步详细信息的激活，这个环节可以结合手机激活码或者E-MAIL激活等方式加强信息注册安全性。

（5)注册成功，可以开始使用。

之所以不采取直接在网上注册的方法，主要是考虑到防伪。初次注册用户可以在工作人员的监督之下完成一系列认证工作。而结合网上注册，主要可以起到避免银行或中介方出现安全漏洞，并可减少申请办理注册的处理和等待的时间。

2.网上支付系统中的交易识别。

（1)用户在网上购物要进行支付时，向银行的认证服务器发送认证请求，在服务器认证成功后，提示用户下载安全控件，服务器将自己的公钥发送给客户端。

（2)在客户端显示支付界面，标明商城名称、订单号、消费转账金额等详细交易信息。

（3)用户在客户端填写好转账信息，包括转出账户、验证码等。由系统提示用户进行指纹验证，信息采集的次数最好设成不少于两次，采集后的指纹模版经过数字签名加密后发送给指纹认证服务器。

（4)指纹认证服务器根据用户的公钥进行解密，取出解密后的指纹模板与账户关联的指纹模板进行比对匹配，如匹配成功，才将交易信息传给相应银行并进行转账业务并提示网上支付成功；否则立刻拒绝转账。

三、评价

在信息化技术高速膨胀的今天，电子商务是商品流、资金流、物流有机结合的桥梁，它的安全性也越来越受到人们的关注。使用指纹识别的交易支付系统通过多次的安全认证，使得网上银行交易支付的安全性得到很好的保障。不需要为了不定期更换密码而烦心，更不用担心账号和密码被盗。所以指纹识别技术应用于电子商务具有快速、安全、便捷等很多优点，具有一定的实用价值。

参考文献:

指纹生物识别技术范文第5篇

北京东方金指科技有限公司（以下简称东方金指）创始于2001年，是北京的高新技术企业和软件企业。东方金指以指纹识别技术为核心，专注于人体生物特征识别领域，进行指纹、掌纹、人像、声纹等生物特征技术和产品研发。作为国内知名的指纹自动识别技术的推动者，东方金指曾参与起草多项国家GB/GA指纹技术标准，为我国指纹技术应用和发展做出了突出贡献。

自成立以来，东方金指陆续推出了一系列拥有完全独立自主知识产权的高科技软硬件产品，这些产品目前主要应用于公安和民用安全行业。

东方金指的核心技术源于国内高等学府和科研机构。2001年，东方金指发明了一套独特、先进的指（掌）纹识别核心算法，在公安部二代身份证指纹技术选型中排名第一。该算法具有指纹特征值小、识别时间短、拒登率/拒真率/认假率低等特点。公司指（掌）纹识别核心算法拥有独一无二，更为实用、先进的数线对比算法和纹线追踪技术，大幅提升了亿万人大容量指（掌）纹系统的对比精度；系统亿万人级大库技术成熟，支持国际ANSI/NISI有关标准和GB/GA有关标准，同时结合于中国国情，采用全新的设计思路。该算法的大规模并行比对技术、底层数据结构、系统功能的准确性和稳定性等诸多方面均达到或超过国际标准。该算法推向市场近十年时间里，体现出强劲的竞争力，参与了2002年以后绝大多数部省市级刑侦指掌纹自动识别系统项目。

东方金指还于2011年了公司最新一代生物特征识别产品GAFIS7.0系统。该产品除保留公司以往产品优秀特点外，又增加了众多新特征。它并不仅仅是一个大规模的指纹、掌纹自动识别系统，同时还支持人像、声纹、足迹、虹膜等生物特征大规模并行对比。

作为国内重要的指纹自动识别技术的推动者，十多年来，东方金指秉持“一流人才、一流技术、一流服务”的企业宗旨和“见微知著、去伪存真”的技术理念，打造了业内知名的品牌。东方金指将秉承宗旨继续前进，研发设计制造适合中国本土并符合国际标准的人体生物特征识别的软硬件产品。